燃料电池系统和监测阳极中的氢浓度并利用富氢气体吹扫阳极的方法

摘要

一种燃料电池堆，包括：具有第一燃料气体流路的第一电池；和具有第二燃料气体流路的第二电池，所述第二燃料气体流路构建为具有特定的流路结构，与所述第一燃料气体流路的电位相比，所述特定的流路结构在发电期间因燃料气体的浓度降低而具有较高的电位。传感器位于第二电池上，以检测发电期间燃料气体的浓度降低。在一个示例性结构中，在第二电池的阳极隔离器上形成的作为第二燃料气体流路的槽具有使流动通道的截面积变小的限制元件。氢浓度传感器位于限制元件下游的具有较低压力水平的未变小区域中。杂质气体排放控制响应于通过氢浓度传感器检测的氢浓度降低至或低于预设参考水平将阳极废气排出燃料电池堆。本发明的这种布置在阳极闭端型燃料电池系统中使得能够有效使用燃料气体，并且防止燃料电池堆的膜电极组合件因碳氧化而劣化。